太陽光発電

読書時間 4 議事録

更新日 - 2023年9月5日

2021年1月1日現在の法的状況

新しい再生可能エネルギー源法（EEG）が2021年1月1日に施行され、太陽光発電システムもその対象となった。

つまり、30kWpまでの新旧太陽光発電システムによる自家消費は、EEGサーチャージが免除される。7kWpまでの自家消費については、データ収集のためにスマートメーターを設置する必要はない。

送電網への電力供給に対する報酬

固定価格買取制度は、出力が大きくなるにつれて、また最初の試運転の時期が遅くなるにつれて低下する。つまり、システムの出力が高く、設置時期が遅くなるほど、固定価格買取制度は低くなる。

2021年9月1日に運転を開始するシステムには、10kWpまで0.0725ユーロの報酬が支払われる。電力購入価格が1kWhあたり0.30～0.35ユーロの場合、この報酬は電力購入価格の20%に相当する。送電網に電気を供給する価値があるかどうかは、誰もが自分で決めることができる。

を完全に使用する方が理にかなっているかもしれない。 自家消費 である。

PVモジュールの選択

かつてはPVモジュールは何倍も高価で、効率もはるかに低かったが、現在ではデザイン、出力、効率など、多種多様なものが利用できるようになった。

幸せな中庸を見つけるのは簡単ではないが、実現は可能だ。

有名メーカーで、必要なモジュールが少なく、可能な限り高効率で、希望する出力にできるだけ近い設計のものを選ぶ。

設計は通常長方形だが、モジュールの幅と長さが異なる。そのため、モジュールサイズを選択する際には、利用可能な面積が制限要因となる。複数の列を作る場合、最初の列の後ろにあるモジュールの影を考慮する必要があります。太陽が低い位置にあるときに、次の列に影ができないように、モジュール列間の距離を適切に計画する必要があります。こうすることで、使用可能面積を最小限に抑えることができます。

必要な距離は、ソフトウエアを使ってもいいし、単純に図面を書いてもいい。

そのために必要なデータがある：

• 設置場所の地理的長さ/幅
• 冬至の太陽の方位 12:00 h
• モジュール上端の高さ
• 仰角（通常30）

この点については、次の著作に詳しい。 Dr.-Ing. Volker QuaschningとProf. Dr.-Ing. habil.ロルフ・ハニッチュ.通常そうであるように、最適な結果を得るためには、その根拠となる理論的考察を熟知するという点だけでも、常に努力が必要である。

所定のパラメータが決まったら、次のステップは適切なモジュールを見つけることだ。最大7kWの場合、1枚350Wのモジュール20枚が適しており、10枚ずつ2ストリングで接続することができる。
ストリングとは、モジュールの直列接続を指す。例示的なモジュールのMPP（最大電力点）電圧が35Vの場合、インバータの入力電圧は350V DCになる。

接続可能なストリングの数は、インバータの選択による。小型インバータにはMPPトラッカーが1つしかないため、1つのストリングしか接続できない。

小型インバータ 1×1

インバーターには基本的に3つのタイプがあり、系統連系型とオフグリッド型、あるいは両方の動作モードを組み合わせたものがある。

ネットワーク誘導型 インバーターは50Hzのグリッド周波数に同期する。停電時にこれが失敗すると、停電の間、インバーターは作動しなくなる。

ネットワークに依存しない インバーターは、いわゆるスタンドアロン・システム、つまり公共送電網に接続されていない独立した太陽光発電システムで使用される。

両方の動作モードを組み合わせたインバータは、次のように呼ばれる。 ハイブリッド-一方では、公共送電網に接続され、また、いわゆるMPPTコントローラーを介して、太陽光が照っているときに接続されるPVモジュールによって充電されるバッテリーにも接続される。送電網が停止した場合、ハイブリッド・インバータはバッテリ運転に切り替わるだけで、電力供給は負荷制限内で維持される。公共送電網が再び利用可能になると、バッテリー充電に切り替わる。

技術的なインバータの詳細

インバーターとして三相装置を選択することも可能で、例えばコスタル・ピコIQ 8.5が2,000ユーロ弱である。単相装置は5kWまでしかなく、例えばKostal Piko MP plus 5.0-2は約1,200ユーロです。

両機器はそれぞれ2つのMPPトラッカー（2つのストリングの接続）を持っている。

インバーターを選択する際に関連するデータは何ですか？

入力フェーズ

約5kWまでの小型インバーターは一般的に1相、それ以上のものは3相を提供する。グリッド側の接続には、単相接続の場合は3芯ケーブル、3相接続の場合は5芯ケーブルが必要です。

AC定格出力

AC定格出力はインバータの最大出力であり、したがって設置可能なPVの最大出力でもある。つまり、インバータにはAC定格電力を超えるPVモジュールを接続することはできません。

MPPトラッカー数

インバータに搭載されているMPPトラッカーの数によって、接続できるストリングの数が決まる。小型のインバータには通常MPPトラッカーが1つしか搭載されていないが、大型のものには2つ以上搭載されている。MPPトラッカーの搭載数が多いほど、インバーターは高価になる。

MPPレンジ

ここで指定される DC 電圧範囲は、MPP トラッカーで可能な最大 DC 入力電圧を定義します。ストリングに直列に組み合わされた全モジュールの直流電圧の加算は、上限を超えてはなりません。範囲を 360 ... 600 V と指定した場合、MPP トラッカーの MPP 電圧は 600 V になります。600 Vと指定された場合、PVモジュールのMPP電圧は35 Vと記述され、600 / 35 = 17.14となります。

入力電流

入力電流は、各ストリングのモジュールのMPP電流を加算した全ストリング電流の和を示す。PVモジュールのMPP電流が9.92Aで、ストリングを2つ設置した場合、9.92+9.92で入力電流は19.84Aとなる。
インバータが最大16Aしか扱えないと仮定すると、最大MPP電流が16 - 9.92 = 6.08Aのモジュールを2番目のストリングに設置しなければならない。

開放電圧

PVモジュールの開放電圧は常にMPP電圧より高い。外気温が低いと高く、高いと低くなります。インバータが最大開放電圧を750Vなどと表示している場合、モジュール17枚を取り付けた場合のモジュール開放電圧は750÷17＝44Vを超えてはなりません。

効率性

効率は、インバータが入力直流電圧を出力交流電圧に変換する効率を表す。しかし、効率は太陽強度の変動によっても変化するため、電圧依存性の知識は正しい設計のために重要である。原則として、電圧が低いほど効率は高くなる。
そのため、MPPレンジの上限電圧を利用するのは効率が悪い。そのため、インバータ購入時の出費は大きくなるが、複数のストリングを使用する構成にしたほうがよい。